數(shù)學的生命力在于廣泛的應(yīng)用性.不等式的應(yīng)用涉及到方程(組)、函數(shù)、圖形的變化等許多方面的知識,對能力的要求較高.解答不等式的應(yīng)用題要求我們認真審題,從題目給出的條件中找出數(shù)量關(guān)系,建立不等式(或相關(guān)的方程、函數(shù)關(guān)系),再求得問題的解,并檢驗解是否符合實際.以下我們用三個中考試題來分析不等式在生活中的應(yīng)用:
一、“蹺蹺板”上的不等式
例1(2005年天津市)(1)A、B、C三人去公園玩蹺蹺板,從下面的示意圖1中,你能判斷三人的輕重嗎?(2)P、Q、R、S四個人去公園玩蹺蹺板,從下面的示意圖2中,你該如何判斷這四個人的輕重呢?
解析:(1)由圖1所示,我們經(jīng)過觀察就可以判斷A、B、C三個人的輕重,假設(shè)A、B、C三個人的體重分別為a、b、c,由圖示可得:b<a,a (2)在圖2中,我們僅經(jīng)過觀察,比較判斷四個人的體重有一定的困難,因此我們可選擇建立不等式組來解決問題,設(shè)P、Q、R、S四個人的體重分別為p、q、r、s,由圖示可得:p<s,① q+s<p+r,② q+r=p+s. ③ 將②式左、右兩邊分別加上③式左、右兩邊,可得q<p ④; 將④式左、右兩邊分別加上③式右、左兩邊,可得s<r⑤. 由①、④、⑤可得q<p<s<r. 說明:蹺蹺板上的高低顯然為我們提供了不等式的模型,我們只要用不等式正確表達出圖示的含義,并且應(yīng)用不等式的性質(zhì)進行適當?shù)淖冃?,即可求得答? 二、“收費站”的不等式 例2(2005年湖州市)某高速公路收費站,有m(m>0)輛汽車排隊等候收費通過.假設(shè)通過收費站的車流量(每分鐘通過的汽車數(shù)量)保持不變,每個收費窗口的收費檢票的速度也是不變的.若開放一個收費窗口,則需20min才能將原來排隊等候的汽車以及后來到站的汽車全部收費通過;若同時開放兩個收費窗口,則需8min也可將原來排隊等候的汽車以及后來到站的汽車全部收費通過.若要求在3min內(nèi)將原來排隊等候的汽車以及后來到站的汽車全部收費通過,請問至少要同時開放幾個收費窗口? 解析:問題中涉及到的變量很多,我們可用未知數(shù)表示各個變量,再把條件中提供的等量或不等量關(guān)系用方程或不等式表示出來,然后消去一些設(shè)而不求的未知數(shù),即可找出各未知數(shù)之間的關(guān)系.設(shè)每個收費窗口每分鐘可以收費通過x輛汽車,每分鐘的車流量為y輛,又設(shè)需開放n個收費窗口,才能在3min內(nèi)將排隊等候的汽車以及后來到站的汽車全部收費通過,根據(jù)題意得:m+20y=20x,①m+8y=2×8x,② m+3y≤n·3x.③ 由①、②可得:x=3/40m,y=1/40m;將x,y代入③得:m+3/40m≤n·3·3/40m,因為m>0,所以n≥43/9,n取最小正整數(shù),所以n=5.因此,至少需要開放5個收費窗口. 說明:上述方程或不等式的左邊都是表示排隊等候的和后來到站的汽車數(shù),右邊都是表示收費窗口收費的汽車數(shù),從這兩個角度建立等量或不等量關(guān)系,想清這一點是一個關(guān)鍵.本題的變式很多,在中考題中常常會以不同背景出現(xiàn),如電信局裝固定電話問題、開閘泄洪問題、管道漏水問題、食堂排隊買飯問題等等,都可以用與上面相同的思路建模,進而求解. 三、“自來水計費”中的不等式 例3 (2004年泉州市)某市為更有效地利用水資源,制定了用水收費標準:如果一戶每月用水不超過8m3,按1.3元/m3收費;如果用水超過標準8m3,超過部分按2.9元/m3收費,不超過部分仍按1.3元/m3收費.某單位共有20戶人家,此月共交水費300.8元,若其中超標的用戶平均每戶用水12m3,求這個月該單位用水量未超標的用戶最多能有多少戶? 解析:問題是要解決用水量未超標最多有多少戶,因此我們選擇建立不等式求解.先測算出超標用戶平均每戶交的水費是:8×1.3+(12-8)×2.9=22元,再設(shè)未超標用戶有x戶,則超標的用戶有(20-x)戶,不等式怎樣構(gòu)造呢?假設(shè)未超標用戶的用水量全達到8m3,那么估計的交費一定不低于實際交費300.8元,可建立不等式:8×1.3x+22×(20-x)≥300.8,解得x≤12,因此未超標的用戶最多有12戶. 說明:本題中沒有明顯的不等關(guān)系存在,我們要善于利用條件提供的隱性關(guān)系,采用估算或放大縮小等方法,建立不等式,從而使問題得到解決. 從上面三例我們可以看到,不等關(guān)系是與我們生活息息相關(guān)的,充分利用題目條件建立不等式,我們就能充分利用不等關(guān)系解決實際生活中的問題. 注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文